低浓度络合铜镍电镀废水的处理技术研究

论文摘要

本文以柠檬酸镀铜、镀镍电镀废水为研究对象,针对电镀工艺中加入了大量络合剂导致铜、镍络离子不易沉淀的难点,探索了粉状活性炭吸附法和硫酸亚铁混凝沉淀法处理低浓度络合铜、络合镍电镀废水的工艺。活性炭是一种良好的吸附剂,具有巨大的比表面积,化学稳定性好。活性炭对非极性分子以物理吸附为主,但由于活性炭表面化学基团的存在,也进行化学选择吸附。以市售粉状活性炭作为吸附剂,通过静态吸附实验,对活性炭吸附水溶液中铜离子、镍离子的行为进行了研究。探讨了络合剂浓度,粉状活性炭的投加量、溶液的pH值、温度等因素对吸附重金属离子的影响,确定了吸附的最佳条件。粉状活性炭吸附络合铜实验结果表明：活性炭投加量10g/L,溶液初始pH为3.0,吸附时间60min,室温下铜离子浓度从50 mg/L降至3.4 mg/L,去除率高于93%；粉状活性炭吸附络合镍实验结果表明：活性炭投加量10g/L,溶液初始pH为11.0,吸附时间60 min,室温下镍离子浓度从20mg/L降至5.45 mg/L,去除率高于70%。对普通粉状活性炭进行改性,实验发现氧化处理后的活性炭的酸性表面官能团含量增加,对铜、镍吸附量也有明显增加。用HNO3（1+1）改性活性炭对铜吸附效果最好,铜离子去除率最高可达97.4%；0.12mol/L高锰酸钾改性活性炭对镍离子去除率比原活性炭提高了25.3%,达到97.6%。吸附饱和的活性炭经酸碱再生,铜离子洗脱率达到89.9%以上,镍离子洗脱率达到91%以上。活性炭吸附再生5次,其对铜离子、镍离子吸附能力基本保持不变,可以实现PAC的多次重复使用。采用硫酸亚铁混凝沉淀法处理混合电镀废水,确定硫酸亚铁投加量、反应pH值等因素的最佳操作条件。对于Cu2+为50mg/L、Ni2+为20mg/L的模拟电镀混合废水,硫酸亚铁投加量为2.0g/L,溶液初始pH值为12.0时,铜、镍离子的去除率均达到99%以上,重金属离子出水浓度均低于国家排放标准。利用活性炭吸附和混凝沉淀法相结合,能够有效地富集回收重金属,实现低浓度重金属电镀废水的综合治理和资源化利用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 电镀行业水污染概况
• 1.1.1 电镀废水来源和特性
• 1.1.2 重金属废水的危害
• 1.1.3 重金属废水处理方法
• 1.2 研究目的和意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究内容
• 1.2.3 研究意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验材料及仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 PAC吸附模拟含铜电镀废水实验
• 2.2.2 PAC吸附模拟含镍电镀废水实验
• 2.2.3 混凝沉淀实验
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 铜、镍测定方法
• 2.3.2 吸附量计算
• 2.3.3 Boehm法测定活性炭表面酸性基团含量
• 第三章 实验结果和讨论
• 3.1 PAC吸附模拟含铜电镀废水实验结果和讨论
• 2+作用的影响'>3.1.1 柠檬酸浓度对PAC吸附Cu²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.1.2 PAC投加量对吸附Cu²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.1.3 废水初始pH对吸附Cu²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.1.4 温度对吸附Cu²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.1.5 吸附时间对吸附Cu²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.1.6 PAC改性对吸附Cu²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.1.7 PAC再生对吸附Cu²⁺作用的影响
• 3.2 PAC吸附模拟含镍电镀废水实验结果和讨论
• 2+作用的影响'>3.2.1 柠檬酸浓度对PAC吸附Ni²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.2.2 PAC投加量对吸附Ni²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.2.3 废水初始pH对吸附Ni²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.2.4 温度对吸附Ni²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.2.5 吸附时间对吸附Ni²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.2.6 PAC再生对吸附Ni²⁺作用的影响
• 2+作用的影响'>3.2.7 PAC改性对吸附Ni²⁺作用的影响
• 3.2.8 改性PAC表面酸性基团的变化
• 3.3 混凝沉淀法处理模拟铜镍混合电镀废水实验结果和讨论
• 4浓度对Ni²⁺、Cu²⁺去除率的影响'>3.3.1 FeSO₄浓度对Ni²⁺、Cu²⁺去除率的影响
• 2+、Cu²⁺去除率的影响'>3.3.2 pH对Ni²⁺、Cu²⁺去除率的影响
• 2+、Cu²⁺的影响'>3.3.3 反应时间对硫酸亚铁法去除Ni²⁺、Cu²⁺的影响
• 2+、Cu²⁺的影响'>3.3.4 温度对硫酸亚铁法去除Ni²⁺、Cu²⁺的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表